(57)【要約】【課題】  被処理物を回転させながら処理液を供給する枚葉式ウエット処理において、被処理物表面に形成された導電性部材のガルバニックコロージョンを抑制可能であり、更には、ナノレベルのパーティクルをも除去することが可能なウエット処理装置及びウエット処理方法を提案する。【解決手段】被処理物Ｗの被処理面Ｗａの少なくとも一部を被覆する被覆手段１３を備え、保持手段１１に保持された被処理物Ｗの被処理面Ｗａと被覆手段１３との間に間隙ｇを形成した状態にて、処理液供給手段１４により脱酸素状態の処理液を供給する。更に、被処理物Ｗの被処理面Ｗａと対向する位置に配される対向電極３１ａと、被処理物Ｗに接続可能な被処理物用電極３２との間に、電圧を印加する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を保持手段で保持した状態にて、当該被処理物を回転させながら当該被処理物の被処理面に処理液を供給し、当該被処理物のウエット処理を行う枚葉式のウエット処理装置において、
当該被処理物の被処理面の少なくとも一部を被覆する被覆手段を備え、
前記保持手段に保持された被処理物の被処理面と前記被覆手段との間に間隙を形成した状態にて、前記処理液供給手段により脱酸素状態の処理液を供給することを特徴とするウエット処理装置。
【請求項２】
被処理面への処理液供給前に、前記処理液から酸素を除去する脱酸素手段を備えることを特徴とする請求項１記載のウエット処理装置。
【請求項３】
前記被処理物に防食電流を流す防食電流手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウエット処理装置。
【請求項４】
前記防食電流手段は、前記被処理物の被処理面と対向する位置に配される対向電極と、前記被処理物に接続可能な被処理物用電極と、当該対向電極と被処理物用電極との間に電圧を印加する電源とを備え、前記被覆手段が前記対向電極としての機能を有することを特徴とする請求項３記載のウエット処理装置。
【請求項５】
前記被処理物の被処理面に対向する位置に配される対向電極と、前記被処理物に接続する被処理物用電極と、当該対向電極と被処理物用電極との間に電圧を印加する電源とを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウエット処理装置。
【請求項６】
前記電圧は交流電圧であることを特徴とする請求項５記載のウエット処理装置。
【請求項７】
被処理物を保持手段で保持した状態にて、当該被処理物を回転させながら当該被処理物の被処理面に処理液を供給し、当該被処理物のウエット処理を行う枚葉式のウエット処理方法において、
前記保持手段に被処理物を保持させ、前記被処理物の被処理面の少なくとも一部を被覆可能な被覆手段を用いて、当該被覆手段にて前記被処理物の被処理面の少なくとも一部を被覆するとともに当該被覆手段と前記被処理物の被処理面との間に間隙を形成した状態とし、
前記処理液供給手段から脱酸素状態の処理液を供給することを特徴とするウエット処理方法。
【請求項８】
被処理面への処理液供給前に、前記処理液から酸素を除去する脱酸素工程を備えることを特徴とする請求項７記載のウエット処理方法。
【請求項９】
前記被処理物に防食電流を流すことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のウエット処理方法。
【請求項１０】
前記被処理物の被処理面に対向する位置に配される対向電極と、前記被処理物に接続する被処理物用電極との間に電圧を印加することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のウエット処理方法。
【請求項１１】
前記電圧を交流電圧とすることを特徴とする請求項１０記載のウエット処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハやガラス基板等の被処理物を回転させながら処理液を供給してウエット処理を行う枚葉式のウエット処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、半導体デバイス、液晶表示パネル等の電子機器の分野においては、半導体基板、ガラス基板、磁性体基板などを被処理物とし、洗浄、成膜、剥離、現像、エッチング、メッキ、研磨などを行うに際して、被処理物を処理液で処理するウエット処理装置が広く用いられている。ウエット処理では、一連の処理工程において、硫酸、アンモニア・過酸化水素混合液、フッ素、塩酸等の薬液や純水など、複数の処理液が各工程にあわせて段階的に用いられる。近年、このウエット処理装置は、処理液を貯留した処理液槽に基板を浸漬する浸漬式から、より高機能な枚葉式への移行が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
下記特許文献１には、枚葉式のウエット処理装置が開示されている。枚葉式のウエット処理装置は、被処理物を回転させた状態とし、被処理面に処理液を供給することでウエット処理を行うものである。枚葉式は浸漬式と比較して、パーティクルが少ない、純水使用量を抑制できる等のメリットがある。
【特許文献１】特開平１１−５４４７５号公報
【０００４】
ウエット処理においては、従来から被処理面における導電性部材の腐食が問題となっている。その原因として、ガルバニックコロージョン（電解腐食）が知られている。ガルバニックコロージョンは、多くのケースにおいて、処理液（電解質溶液）中に存在する酸素による影響が大きい。例えば、大気中に放置された純水中には大気の酸素が溶解している。この酸素の標準酸化還元電位は１．２３ボルトであり、腐食する金属に比較して大きく、酸素の還元反応との間で腐食系を形成する。この場合の部分アノード反応（酸化反応）と部分カソード反応（還元反応）は次式で示される。
部分アノード反応：腐食対象金属→（腐食対象金属）x+  ＋  xe-
部分カソード反応；1/2O2 + H2O + 2e- →  2OH-
【０００５】
さらに、異種の導電性部材が接触する部分では、導電性部材の標準酸化還元電位の差により、イオン化傾向の大きな導電性部材がアノードとして酸化される。このため、特に、異種の導電性部材が複数層で構成される部分に関しては、ガルバニックコロージョンが顕著に発生する。
【非特許文献】
【０００６】
従来から、ガルバニックコロージョンの抑制には、処理液の成分適正化がなされている。例えば、下記非特許文献１には、処理液中のＨ２Ｏ濃度を適正化する技術が開示されている。Ｓｉウエハ上にゲート酸化膜、メタル、Ｐｏｌｙ−Ｓｉを積層する積層メタルゲートの形成工程において、ゲート酸化膜を希フッ酸でエッチング除去するとき、Ｐｏｌｙ−Ｓｉにサイドエッチングが生じる。実験的に、有機溶媒とフッ酸の混合液を用いて、有機溶媒／Ｈ２Ｏ濃度比を変化させ、そこに、モリブテンとＰｏｌｙ−Ｓｉを接触させたサンプルを浸漬させた結果、Ｈ２Ｏ濃度比が小さくなるとＰｏｌｙ−Ｓｉのエッチング量が減少したと記載されている。
【非特許文献１】有機溶媒ベースＨＦを用いた積層メタルゲートのガルバニックコロージョン抑制，大阪大学  渡辺大裕，青木秀充，木村千春，杉野隆，第６８回応用物理学会学術講演会（２００７年秋季）講演予稿集，７９３ページ。
【０００７】
また、近年、ウエット処理においては、ＬＳＩの微細化に伴い、ナノレベルでのパーティクルの除去が要求される。例えば３５ｎｍノード以下のＬＳＩ世代では、歩留まりの観点から、粒径１８ｎｍ以下のパーティクルを除去することが求められる。従来の高圧ジェット洗浄や超音波洗浄等の物理的な洗浄方法では、ナノレベルのパーティクルの除去が困難であった。これは、下記非特許文献２に記載されているように、パーティクルの粒径が小さくなると（例えば水中において粒径０．０１μｍ以下）、物理的な洗浄力よりも、被処理物とパーティクル間のファンデルワース力によるパーティクル付着力が大となり、パーティクルの除去が困難になるためである。
【非特許文献２】Ｍジェットスクラバーによるパーティクル除去，菅野至，応用物理学会分科会（シリコンテクノロジーＮｏ．１３），ｐ６０（１９９９年）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の通り、ウエット処理装置は浸漬式から枚様式に移行している。このため、枚様式において上記ガルバニックコロージョン及びパーティクルの問題を解決することが強く求められる。しかしながら、発明者等による実験によれば、処理液の適正化によるガルバニックコロージョンの抑制は、浸漬式には効果を発揮しても、枚葉式においては十分な効果が得られなかった。また、パーティクル除去に関しては、特にナノレベルのパーティクルについて、従来の物理的な洗浄方法では十分な効果が得られなかった。
【０００９】
そこで本発明は、被処理物を回転さながら処理液を供給する枚葉式ウエット処理において、被処理物表面に形成された導電性部材のガルバニックコロージョンを抑制可能であり、更には、ナノレベルのパーティクルをも除去することが可能なウエット処理装置及びウエット処理方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
まず、発明者等は、ガルバニックコロージョン抑制の観点から、上記従来技術である処理液の成分適正化が、浸漬式のウエット処理では効果的であるが、枚葉式のウエット処理では効果が低い原因について鋭意検討を重ね、以下の知見を得た。浸漬式では、被処理物が処理液に浸漬されて処理されるため、処理液の適正化は有効に働く。これに対して、枚葉式では、被処理物を回転させながら被処理面に処理液を供給する。このため、処理中において、被処理面が大気に暴露されたり、処理液に大気が溶解しやすい状態となり、たとえ処理液を適正化しても、大気中の酸素が処理液に溶解することで、結果的にガルバニックコロージョンが発生しやすい状態となる。
【００１１】
そこで、本発明のウエット処理装置は、被処理物を保持手段で保持した状態にて、当該被処理物を回転させながら当該被処理物の被処理面に処理液を供給し、当該被処理物のウエット処理を行う枚葉式のウエット処理装置において、当該被処理物の被処理面の少なくとも一部を被覆する被覆手段を備え、前記保持手段に保持された被処理物の被処理面と前記被覆手段との間に間隙を形成した状態にて、前記処理液供給手段により脱酸素状態の処理液を供給することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のウエット処理方法は、被処理物を保持手段で保持した状態にて、当該被処理物を回転させながら当該被処理物の被処理面に処理液を供給し、当該被処理物のウエット処理を行う枚葉式のウエット処理方法において、前記保持手段に被処理物を保持させ、前記被処理物の被処理面の少なくとも一部を被覆可能な被覆手段を用いて、当該被覆手段にて前記被処理物の被処理面の少なくとも一部を被覆するとともに当該被覆手段と前記被処理物の被処理面との間に間隙を形成した状態とし、前記処理液供給手段から脱酸素状態の処理液を供給することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、処理液供給手段から脱酸素状態の処理液が供給されると、被処理物の被処理面と被覆手段との間に形成されている間隙に脱酸素状態の処理液が充填される。被処理面上には処理液の層が形成されるため、被処理面は大気から遮断される。処理液供給手段からの処理液は、間隙に充填された処理液に追加供給されるため大気に触れにくく、処理液に大気が溶解する事態も軽減できる。これにより、大気中の酸素による影響を軽減し、処理液が脱酸素状態である効果も相俟って、ガルバニックコロージョンを大幅に抑制することができる。
【００１４】
前記ウエット処理装置／方法は、被処理面への処理液供給前に、前記処理液から酸素を除去する脱酸素手段／脱酸素工程を備えることが好ましい。これによれば、脱酸素手段／脱酸素工程より処理液供給前に処理液から酸素を除去できるため、処理液を確実に脱酸素状態とすることができる。
【００１５】
前記ウエット処理装置／方法は、前記被処理物に防食電流を流すことが好ましい。
【００１６】
被処理物の被処理面に、異種の導電性材料が積層されて導電層が形成されている場合は、標準酸化還元電位の差により異種導電性材料の接触箇所においてガルバニックコロージョンが顕著に発生する。この発明によれば、防食電流により、導電層の接触箇所におけるガルバニックコロージョンを防止できる。
【００１７】
前記防食電流手段は、前記被処理物の被処理面と対向する位置に配される対向電極と、前記被処理物に接続可能な被処理物用電極と、当該対向電極と被処理物用電極との間に電圧を印加する電源とを備え、前記被覆手段が前記対向電極としての機能を有することが好ましい。
【００１８】
この発明によれば、対向電極である被覆手段と被処理物用電極との間に電圧を印加することにより、防食電流を発生させることができる。
【００１９】
更に、発明者等は、ナノレベルでのパーティクルの除去を図るべく、多方面からの検討を行った。その結果、パーティクルは正又は負に帯電していることに着目し、処理液の供給や高圧水スプレー等によるパーティクル除去に際し、被処理物を帯電させて電気的反発力を発生させることにより、被処理面からパーティクルを剥離させやすくできることを見出した。
【００２０】
そこで、本発明のウエット処理装置は、前記被処理物の被処理面に対向する位置に配される対向電極と、前記被処理物に接続する被処理物用電極と、当該対向電極と被処理物用電極との間に電圧を印加する電源とを備えることが好ましい。また、本発明のウエット処理方法は、前記被処理物の被処理面に対向する位置に配される対向電極と、前記被処理物に接続する被処理物用電極との間に電圧を印加することが好ましい。
【００２１】
この発明によれば、被処理物の被処理面に発生する電気的反発力を利用して、パーティクルを剥離させやすい状態とできる。この状態にて処理液を供給することで、ナノレベルでパーティクルを除去することが可能となる。
【００２２】
前記電圧は交流電圧であることが好ましい。この発明によれば、交流電圧が印加されると、被処理物の被処理面が電気的に正のときは正に帯電したパーティクルが除去されやすく、被処理面が電気的に負のときは負に帯電したパーティクルが除去されやすく、正及び負に帯電したパーティクルのいずれも除去することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、被処理物と被覆手段との間に設けられた間隙に処理液が充填されると、被処理面上には処理液の層が形成される。これにより、被処理面は大気から遮断され、又、処理液に大気が溶解しにくくなる。したがって、大気中の酸素による影響が軽減され、処理液が脱酸素状態であることも相俟って、ガルバニックコロージョンを大幅に抑制することができる。
【００２４】
また、被処理面に異種導電性材料の導電層が複数層で形成されている場合においても、被処理物に防食電流を流すことにより、異種導電性材料の接触箇所におけるガルバニックコロージョンを抑制することができる。
【００２５】
また、被処理面に対向する位置に設けられた対向電極と、被処理物用電極との間に電圧を印加することにより、被処理面に電気的反発力が発生し、パーティクルが剥離しやすくなる。この状態にて処理液を供給することにより、ナノレベルでパーティクルを除去することが可能となる。特に、従来は除去不可能であった０．０１μｍ以下のパーティクルを除去可能である。３５ｎｍノード以下のＬＳＩ世代においては、ナノレベルのパーティクルの影響が大きいことから、歩留まり向上の観点において非常に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態のウエット処理装置の内部構造を説明する概略断面図である。
【図２（ａ）】上記実施の形態のウエット処理装置の動作を説明する説明図であり、半導体ウエハをセットする工程を示す図である。
【図２（ｂ）】上記実施の形態のウエット処理装置の動作を説明する説明図であり、筐体内における半導体ウエハを位置決めする工程を示す図である。
【図２（ｃ）】上記実施の形態のウエット処理装置の動作を説明する説明図であり、半導体ウエハと被処理面の間の間隙の幅を調整する工程を示す図である。
【図２（ｄ）】上記実施の形態のウエット処理装置の動作を説明する説明図であり、半導体ウエハを処理液にて処理する工程を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態及び第３の実施の形態のウエット処理装置の内部構造を説明する概略断面図である。
【図４】実験に使用した半導体ウエハの構成を説明する断面図である。
【図５】処理液の溶存酸素濃度と歩留まりに関する実験１の結果を示すグラフである。
【図６】被処理面と被覆手段との間隙の幅と歩留まりに関する実験２の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第一の実施の形態）
以下、被処理物として半導体ウエハＷを例とし、本実施の形態のウエット処理装置Ｓ１について詳細に説明する。図１は、本発明のウエット処理装置Ｓ１の内部構造を示す概略断面図である。ウエット処理装置Ｓ１は、半導体ウエハＷを保持手段１１で保持した状態にて、半導体ウエハＷを回転させながら半導体ウエハＷの被処理面Ｗａに処理液を供給し、ウエット処理を行う枚葉式のウエット処理装置である。ウエット処理装置Ｓ１は、処理ユニットＵ１と、処理ユニットを収納可能なチャンバユニットＵ２とを備える。
【００２８】
処理ユニットＵ１は、半導体ウエハＷを保持する保持手段１１と、半導体ウエハＷを回転させる回転手段１２と、半導体ウエハＷの被処理面Ｗａを被覆する被覆手段１３と、半導体ウエハＷの被処理面Ｗａに処理液を供給する処理液供給手段１４とを備える。
【００２９】
保持手段１１は、半導体ウエハＷを被処理面Ｗａが露出する状態にて保持する機能を備える。本実施の形態では、保持手段１１は、半導体ウエハＷと略同径の円盤形状の保持テーブル１１ａと、それを下方から支持する支持部１１ｂとを備える。保持テーブル１１ａは、中央に凹部が設けられ、断面コ字状となっている。保持テーブル１１ａの上端側には、半導体ウエハＷの端部を把持する把持手段（図示せず）が設けられており、半導体ウエハＷを保持テーブル１１ａに固定可能となっている。また、保持テーブル１１ａには、半導体ウエハＷを保持した状態にて、被処理面Ｗａよりも若干突出する突起部１１ｃが形成されている。この突起部１１ｃは、半導体ウエハーＷの外周縁を包囲するように、円盤形状の保持テーブル１１ａの周縁に沿って設けられている。なお、保持手段１１には、支持部１１ｂの中央に配管１１ｄが配され、保持テーブル１１ａの中央に配管１１ｄの排出口が設けられており、保持テーブル１１ａの半導体ウエハＷの裏面の洗浄等に用いられる処理液が供給可能となっている。
【００３０】
回転手段１２は、半導体ウエハＷを回転させる機能を備える。本実施の形態では、保持手段１１の下方に設けられた回転モータ駆動部である。回転手段１２は、保持手段１１の支持部１１ｂに連結されており、保持テーブル１１ａを回転させることにより、被処理面Ｗａの中心を回転軸として被処理物Ｗを水平に回転動作させる。
【００３１】
被覆手段１３は、被処理面Ｗａの少なくとも一部を覆う機能を備え、被処理面Ｗａとの間に間隙ｇを形成可能となっている。被処理面Ｗａに対向する対向面１３ａは円形であり、被処理面Ｗａより大きく、被処理面Ｗａの全体を覆う形状である。対向面１３ａの被処理面Ｗａに相対する位置には、円形の凹部１３ｂが設けられている。被覆手段１３は、図示しない昇降手段により上下方向に昇降し、これにより被覆手段１３と被処理面Ｗａとの間隙ｇの幅を調整可能となっている。なお、対向面１３ａの形状は、多角形等、その他の形状でも良く、被処理面Ｗａの少なくとも一部を覆う形状であれば良い。
【００３２】
処理液供給手段１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）は、半導体ウエハＷに処理液を供給する機能を備える。本実施の形態では、被覆手段１３の内部に配される配管であり、対向面１３ａの中央付近の排出口から処理液が排出される。処理液供給手段１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）は処理液ごとに設けられており、ポンプｐやフィルターｆを介して各処理液の供給源（供給タンク）Ａ，Ｂ，Ｃと接続されている。
【００３３】
脱酸素手段１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）は、処理液から酸素を含む溶存気体を除去する機能を備え、処理液の供給源から排出口の間の流路途中に設けられる。脱酸素手段１５の例としては、ガス透過メンブレンフィルターが挙げられる。ガス透過メンブレンフィルターに処理液を流し、ガスのみを透過するフィルターを介して処理液を真空引きすることで、処理液からガスが除去される。脱酸素後の処理液は酸素濃度が２ｐｐｍ以下、更には０．５ｐｐｍ以下であることが好ましい。なお、供給源Ａ，Ｂ，Ｃの処理液が十分に脱酸素状態である場合、脱酸素手段１５は設けなくても良い。
【００３４】
チャンバユニットＵ２は、筐体２１と位置決め手段２６とを備える。
【００３５】
筐体２１は、上面部と側面部と下面部を備える円筒形状を呈し、保持手段１１に保持された半導体ウエハＷを内部に収納可能である。筐体２１の内部空間は仕切り部２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）によって仕切られ、中央の移動空間２３と、移動空間に沿って設けられる複数の処理空間２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）が形成されている。なお、筐体２１内には隔絶された空間が設けられており、回転手段１２が収納されている。
【００３６】
仕切り部２２は、筐体２１内の側面部内壁から内側に突出する平面ドーナツ形状の板状部材であり、保持手段１１の相対移動方向に沿って間隔を設けて複数形成されている。仕切り部２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）は、内側から外側に向かって下方傾斜している。
【００３７】
移動空間２３は、保持手段１１及び被覆手段１３が上下方向に移動可能な空間であり、仕切り部２２の中央の孔により形成されている。移動空間２３は筐体２１の上方に設けられた開口部２３ａと連通している。
【００３８】
処理空間２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）は、保持手段１１に保持された半導体ウエハＷに処理液を供給するための空間であり、処理液ごとに設けられている。各処理空間２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）には排出口２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）が設けられており、各供給源Ａ，Ｂ，Ｃと接続されている。
【００３９】
位置決め手段２６は、筐体２１内における半導体ウエハＷの相対位置を調整する機能を備える。本実施の形態では、筐体２１の側面部の下方に設けられた昇降シリンダーであり、側面部の高さを変えることにより、保持テーブル１１ａと処理空間２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）とが上下方向に相対移動する。
【００４０】
（使用態様）
本実施の形態のウエット処理装置Ｓ１は、次の通り使用されて動作する。図２（ａ）〜（ｄ）は、ウエット処理装置Ｓ１の動作を説明する説明図である。なお、図２のウエット処理装置Ｓ１は、図１のウエット処理装置Ｓ１と同じであり、一部（供給源や脱酸素手段等）の記載を省略したものである。
【００４１】
＜半導体ウエハセット工程＞
位置決め手段２６にて筐体２１の側面部を下降させ、保持手段１１の保持テーブル１１ａを筐体２１の開口部２３ａ付近に位置させた状態にて、保持手段１１に半導体ウエハＷをセットする（図２（ａ））。
【００４２】
＜位置決め工程＞
位置決め手段２６にて筐体２１の側面部を上昇させ、使用する処理液に対応する処理空間２４（図１では処理液Ｂの処理空間２４ｂ）付近に半導体ウエハＷを位置させる（図２（ｂ））。
【００４３】
＜被覆手段セット工程＞
図示しない昇降手段により被覆手段１３を下方に移動させ、被覆手段１３にて被処理面Ｗａを被覆した状態とし、半導体ウエハＷの被処理面Ｗａと被覆手段１３の間に形成される間隙ｇの幅を調整する（図２（ｃ））。間隙ｇは、処理液を充填可能であり、且つ、処理液の供給が阻害されない程度の幅であれば良く、処理液の供給量や被処理面Ｗａの面積に合わせて適宜調整すれば良いが、好ましくは５０ｍｍ以下であり、更に好ましくは３０ｍｍ以下であり、更に好ましくは３ｍｍ以下である。更に、被処理面Ｗａに対する洗浄等の処理においては、処理液の流れを十分に確保する必要があることから、間隙ｇの幅は０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４４】
＜処理工程＞
回転手段１２により半導体ウエハＷを回転させながら、使用する処理液（図１では処理液Ｂ）に対応するポンプｐを選択して作動させ、処理液供給手段１４から処理液を供給する。処理液は脱酸素手段１５（１５ｂ）にて酸素が除去され、間隙ｇに充填される（図２（ｄ））。被処理面Ｗａの上には処理液層が形成されるため、被処理面Ｗａは大気から遮断される。また、処理液供給手段１４からの処理液は、間隙ｇに充填された処理液に追加供給されるため大気に触れにくく、大気が処理液に溶解する事態も抑制できる。これにより、大気中の酸素による影響が軽減され、処理液が脱酸素状態であることも相俟って、ガルバニックコロージョンを大幅に抑制することができる。本実施の形態では、被覆手段１３の凹部１３ｂや保持手段１１の外周縁に設けられる突起部１１ｃにより、間隙ｇに処理液が溜まりやすくなっており、処理液層を厚く形成することができる。これにより、被処理面Ｗａを大気中の酸素から確実に遮断した状態としやすくなり、特に効果的である。
【００４５】
なお、間隙ｇに供給された処理液は外周側に向かって流れ、回転の遠心力により外方向（図２（ｄ）の矢印参照）に飛散する。飛散した処理液は、処理空間２４（２４ｂ）に回収され、排出口２５（２５ｂ）から排出された後、流路を流れて供給源（図１における供給源Ｂ）に戻る。
【００４６】
異なる処理液を用いて後続処理を行う場合は、位置決め手段２６を用いて、使用する処理液に対応する処理空間２４と半導体ウエハＷとを位置合わせした後に、同様の処理を行う。
【００４７】
（第二の実施の形態）
図３は、本実施の形態のウエット処理装置Ｓ２を説明する概念図である。半導体ウエハＷの被処理面Ｗａに、異種の導電性材料が積層されて複数の導電層が形成されている場合、導電層の標準酸化還元電位の差により、各導電層の接触箇所においてガルバニックコロージョンが顕著に発生する。そこで、ウエット処理装置Ｓ２は、半導体ウエハＷに防食電流を流す防食電流手段３０を備える。なお、上記実施の形態と同一の構成要素は、同一符号を用いて説明を省略する。
【００４８】
防食電流手段３０は、半導体ウエハＷに対してガルバニックコロージョンを防止する防食電流を印加する機能を備える。本実施の形態では、対向電極３１と、被処理物用電極３２と、両電極３１，３２の間に電圧を印加する直流電源３３である。
【００４９】
対向電極３１は、被覆手段１３の半導体ウエハＷと対向する面に設けられ、平面円形状を呈する。対向電極３１の下面３１ａが、被処理面Ｗａに対向する対向面となる。なお、対向電極３１ａの形状は、多角形等、その他の形状でも良く、被処理面Ｗａの少なくとも一部を覆う形状であれば良い。
【００５０】
被処理物用電極３２は、半導体ウエハＷに接続可能な電極である。被処理物用電極３２は、保持手段１１の半導体ウエハＷが配置される位置に設けられており、保持手段１１に半導体ウエハＷを保持させると接触するようになっている。詳細には、半導体ウエハＷの外周端に対応する位置に、複数の被処理物用電極３２，，，３２が間隔を設けて埋め込み配置されている。
【００５１】
対向電極３１と被処理物用電極３２とは、配線を介して直流電源３３に接続されており、対向電極３１を正極、被処理物用電極３２を負極とする方向で直流電流が流れる。この直流電流は、半導体ウエハＷがカソード、対向電極３１がアノードの防食電流となる。防食電流は、スイッチ３４によりＯＮ／ＯＦＦの制御が可能となっている。
【００５２】
（使用態様）
本実施の形態のウエット処理装置Ｓ２は、次の通り使用されて動作する。なお、上記実施の形態とほぼ同一の点は説明を省略する。なお、使用される半導体ウエハＷ及び処理液は導電性である。
【００５３】
被処理物セット工程にて保持手段１１に半導体ウエハＷをセットすると、半導体ウエハＷは被処理物用電極３２に接触する。処理工程において、スイッチ３４をＯＮとし、半導体ウエハＷを回転させながら処理液供給手段１４から処理液を供給する。半導体ウエハＷの被処理面Ｗａと対向電極３１の対向面３１ａとの間隙ｇに処理液が充填されるとともに、半導体ウエハＷ及び処理液を介して対向電極３２と被処理物用電極３２とが導通し、半導体ウエハＷに防食電流が流れる。被処理物用電極３２と対向電極３１の間に印加する直流電圧は、半導体ウエハＷの防食電流として働く大きさに設定すれば良く、半導体ウエハＷや被処理面Ｗａに形成される導電パターンの材料、処理液等に応じて適宜調整する。
【００５４】
本実施の形態によれば、間隙ｇに形成される処理液層にて大気を遮断することでガルバニックコロージョンを抑制するとともに、防食電流によってもガルバニックコロージョンを防止できる。これにより、被処理面Ｗａに異種材料が積層されて導電層が形成されている場合でも、各導電層の接触箇所に顕著に発生するガルバニックコロージョンが抑制され、更に効果的である。
【００５５】
（第三の実施の形態）
本実施の形態のウエット処理装置Ｓ３は、パーティクル除去性能を飛躍的に向上させるものである。ウエット処理装置Ｓ３の構成は、上記第２の実施の形態とほぼ同じであるが、電源３３は必要に応じて電流の方向を制御可能である。以下に、その使用態様１，２を示す。
【００５６】
使用態様１
半導体ウエハＷを保持手段１１にセットし、スイッチ３４をＯＮにした状態にて、半導体ウエハＷを回転させながら処理液を供給する。このとき、被処理物用電極３２と対向電極３１との間に直流電圧を印加する。被処理物用電極３２が正極となる方向で直流電圧を印加した場合は、半導体ウエハＷの被処理面Ｗａに発生する電気的反発力により正に帯電したパーティクルが被処理面Ｗａから剥離されやすくなる。この状態にて処理液が供給され続けるため、正に帯電したパーティクルは処理液に流されて除去される。被処理物用電極３２が負極となる方向で直流電圧を印加した場合は、負に帯電したパーティクルが除去される。パーティクルは、粒径が小さくなるに従い、ファンデルワース力による付着力が大となるが、これによれば、ナノレベル（特に０．０１μｍ以下）のパーティクルも除去することができる。直流電圧の値は、パーティクルに対して電気的反発力を発揮する程度に設定すればよく、半導体ウエハＷの材料やパーティクルの種類に応じて適宜調整する。
【００５７】
使用態様２
ウエット処理装置Ｓ３は、被処理物用電極３２と対向電極３１との間に交流電圧を印加して使用しても良い。これによれば、交流電圧による極性反転により、正に帯電したパーティクル及び負に帯電したパーティクルの両方を除去することができる。交流電圧は、パーティクルを電気的に反発させる程度とすれば良く、半導体ウエハＷの材料やパーティクルの種類に応じて適宜調整する。なお、パーティクルは、電気的反発力により被処理面Ｗａから剥離された後、処理液に流されて間隙ｇの外に排出されるため、交流電圧により極性反転しても再付着することはない。
【００５８】
実施例
上記第１の実施の形態のウエット処理装置Ｓ１を用いて実験１，２を実施し、その有効性を検証した。
【００５９】
図４は、被処理物として使用した半導体ウエハの断面図である。この半導体ウエハは、基板となる半導体層の表面に４層の導電パターンから成る集積回路（ＬＳＩ）が形成されたものである。最下層の半導体層Ｓｉは１２インチのベアシリコンウエハである。導電パターンは、下から酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）層、窒化チタニウム（ＴｉＮ）層、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）層、ＳｉＯ２マスク層が積層されて構成されている。導電層パターンは幅６０ｎｍ、高さ１５０ｎｍである。
【００６０】
上記半導体ウエハを被処理物として保持手段にセットし、半導体ウエハを最下段の処理液回収空間に位置決めした状態にて１％希釈フッ素処理を３分間行い、その後、最上段の処理液回収空間に位置決めした状態にて純水リンスを３０秒間行った。最後に保持手段を高速回転させながら窒素乾燥を１５秒間行った。
【００６１】
＜実験１＞
実験１は、処理液の溶存酸素濃度と歩留まりに関する実験である。処理液の溶存酸素濃度をパラメータとし、ガス透過メンブレンフィルターを用いて溶存酸素濃度を調整済みの処理液を用いて、上記処理を行った。半導体ウエハの被処理面と対向電極の対向面との間隙は幅０．５ｍｍとした。その後、処理後の半導体ウエハについて外観検査を行い、腐食を原因とする歩留まりを調べた。その結果を図５に示す。溶存酸素濃度が２ｐｐｍ以下の範囲にて約８０％以上の高水準で歩留まりが安定し、０．５ｐｐｍ以下の範囲では９５％を維持できた。この結果から、処理液は溶存酸素濃度２ｐｐｍ以下、更には０．５ｐｐｍ以下の脱酸素状態にて供給することが好ましいことが確認できた。
【００６２】
＜実験２＞
実験２は、被処理面と被覆手段との間隙の幅と歩留まりに関する実験である。上記半導体ウエハの被処理面と対向電極の対向面との間隙の幅をパラメータとし、幅を変えて上記処理を行った。脱酸素処理後の処理液の溶存酸素濃度は０．３ｐｐｍとした。電圧は印加していない。処理後の半導体ウエハについて外観検査を行い、腐食を原因とする歩留まりを調べた。その結果を図６（ａ）（ｂ）に示す。図６（ａ）は実験結果を示すグラフであり、図６（ｂ）は幅５０ｍｍ以下の範囲について詳細に示すグラフである。図６（ａ）に示されるように、幅５０ｍｍ以下３０ｍｍ以上の範囲にて歩留まりが急激に向上し、更に、図６（ａ）（ｂ）に示されるように、幅３０ｍｍ以下の範囲で歩留まりが約８０％以上に安定し、３ｍｍ以下の場合は約９５％を維持できた。この結果から、被処理物と被覆手段の間隙の幅は５０ｍｍ以下、更には３０ｍｍ以下、更には３ｍｍ以下が好ましいことが確認できた。なお、間隙の幅は０ｍｍよりも大であれば良いが、処理液の流れを十分に確保する必要があることから、間隙ｇの幅は０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００６３】
以上、上記実施の形態では被処理物として半導体ウエハを用いたが、これに限られるものではなく、導電性の基板状のものであれば良い。また、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、発明の範囲内において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００６４】
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３  ウエット処理装置
Ｕ１  処理ユニット  Ｕ２  チャンバユニット
１１  保持手段
１２  回転手段
１３  被覆手段
１４  処理液供給手段
１５  脱酸素手段
２１  筐体
２２  仕切り部
２３  移動空間
２４  処理空間
２５  排出口
２６  位置決め手段
３０  防食電流手段
３１  対向電極
３２  被処理物用電極
３３  電源
３４  スイッチ
Ａ，Ｂ，Ｃ  供給源
Ｗ    被処理物
Ｗａ  被処理面
ｇ    間隙
【図１】
2010165757.tif 000003
【図２（ａ）】
2010165757.tif 000004
【図２（ｂ）】
2010165757.tif 000005
【図２（ｃ）】
2010165757.tif 000006
【図２（ｄ）】
2010165757.tif 000007
【図３】
2010165757.tif 000008
【図４】
2010165757.tif 000009
【図５】
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【図６】
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